充电机及充电系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种充电机。该充电机用于向充电电池组充电，电池组包括多个电池模块，每个电池模块包括多个单体电池，其中，所述充电机包括在与所述电池组耦接时向所述电池组充电的第一充电线路，根据由第一充电线路向电池组充电切换为向电池组中所选定的电压低于预定电压的单体电池充电的控制信号与所选定的单体电池耦接以向其充电的第二充电线路。本实用新型专利技术还提供一种充电系统。使用本实用新型专利技术所述的充电机可以达到均衡充电的作用而无需增加电池的体积。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及对电池的充电技术，尤其涉及均衡充电技术。
技术介绍
可充电动力电池因其良好的利用率而获得广泛应用。以锂离子动力电池为例，其因具有电压高、容量大、体积小、质量轻等优点而被广泛应用在电动汽车中。一般而言，为了获得电动汽车所需要的动力，需要串联数十到上百节单体电池。由于制作工艺、使用温度、内阻、自放电等原因，单体电池之间的电压特性存在一定差异，并且该差异随着电池使用时间的增加而加剧。这种差异进一步导致单体电池之间容量的不匹配，电池容量的不匹配导致整个电池包容量的下降。因此，需要及时地调节电池的一致性。减少上述差异的做法主要是考虑并解决电池充电过程中的均衡性问题。目前在用的常规均衡方法主要包括以下三种I、在电池包的各单体电池上附加一个并联均衡电路，以达到分流的作用。这种模式下，当某个电池首先达到满充时，均衡装置便阻止其过充并将多余的能量转化成热能，继续对未充满的电池充电。该方法简单，但会带来能量的损耗，不适合快充系统。2、定时、定序、单独地对电池组中的单体电池进行检测及均匀充电。在该模式下对电池组进行充电,可保证电池组中的每一个电池不会发生过充电或过放电的情况。但这种模式下，单体电池都有对其进行充电管理的独立模块，这就导致在单体电池数目较多时电池包成本大大增加，同时电池包体积也会增大。3、运用分时原理，通过开关组件的控制和切换，使额外的电流流入电压相对较低的单体电池以达到均衡充电的目的。该方法效率比较高，但控制比较复杂。还有一种均衡方法，是以各电池的电压参数为均衡对象，使各电池的电压恢复一致。具体地说，在均衡充电时，电容通过控制开关交替地与相邻的两个单体电池连接，以从高电压电池处充电，再向低电压电池放电，直到两电池的电压趋于一致。该种均衡方法较好的解决了电池组电压不平衡的问题，但该方法主要用在电池数量较少的场合。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种充电机，以有效解决以上及其它问题。本技术所述的充电机用于向充电电池组充电，所述电池组包括多个电池模块，每个电池模块包括多个单体电池，其中，所述充电机包括给所述电池组充电的第一充电线路，用于根据由第一充电线路向电池组充电切换成向电池组中所选定的电压低于预定电压的单体电池充电的控制信号来向所选定的单体电池充电的第二充电线路。优选地，该充电机中，所述第二充电线路包括预定数量的并行联接的充电线路。优选地，所述预定数量至少与包含单体电池数目最少的电池模块中的单体电池的数量相同。本技术还提供一种充电系统，用于向充电电池组充电，所述电池组包括多个电池模块，每个电池模块包括多个单体电池，其中，所述充电系统包括充电机及与所述充电机耦接的控制器，所述充电机包括给所述电池组充电的第一充电线路以及向电池组中所选定的电压低于预定电压的单体电池充电的控制信号来向所选定的单体电池充电的第二充电线路；所述控制器包括与所述电池组耦接以在所述第一充电线路对所述电池组的充电量达到预定阈值时，检测所述电池组中单体电池的电压一致性、并在一致性出现差异时形成所述控制信号的检测模块，与所述检测模块耦接、与所述第二充电线路耦接、以及与所述电池组中的单体电池根据来自所述检测模块的控制信号而选择性耦接的切换模块。优选地，该充电系统中，所述第二充电线路包括预定数量的并行联接的充电线路。优选地，该充电系统中，所述预定数量至少与包含单体电池数目最少的电池模块中的单体电池的数量相同。 本技术所述的充电机或充电系统可达成对电池的均衡充电而不额外增加电池的体积，且易于实施。附图说明图I是根据本技术的一个示例的充电机的结构示意图。图2是图I中的切换模块10的一个示例性示意图。图3示意了利用本技术所述的充电机向电池组充电的系统结构图。具体实施方式现结合附图进一步说明本技术。本领域技术人员可以理解到，以下只是结合具体的实施方式对本技术的主旨进行说明，并不就此限定本技术。本技术所主张的范围由所附的权利要求确定，任何不脱离本技术精神的修改、变更都应由本技术的权利要求所涵盖。本技术的具体实施方式中，电池组是车用电池组，但并不以此为限。本技术所述的充电机及充电系统也可应用于其它可充电的电池组。在本技术中，术语“均衡充电”指的是第二充电线路向选定的单体电池充电，以使它们达到其预定电压的充电过程。图I是根据本技术的一个示例的充电机的结构示意图。所示意的充电机用于给充电电池组充电，该电池组可包括多个电池模块，每个电池模块可包括多个单体电池。下文示例性地以电池组包括10个电池模块,每个电池模块包括10个单体电池为例来进行说明。充电机I包括第一充电线路12、及第二充电线路14。第一充电线路12用于给连接到充电机I的充电电池组充电，第二充电线路14根据由第一充电线路12向电池组充电切换为向电池组中所选定的电压低于预定电压的单体电池充电的控制信号，向所选定的单体电池充电。控制信号例如来自一控制器，该控制信号使得第一充电线路12向电池组的充电停止，同时使得第二充电线路14与电池组中所选定的单体电池接通，以进行充电。示例地，该控制部件可以包括切换模块和检测模块。检测模块在第一充电线路12对整个电池组的充电量达到预定阈值时，检测电池组中单体电池的电压一致性、并在一致性出现差异时形成从第一充电线路12向电池组充电切换为第二充电线路14向电池组中电压小于其预定电压的单体电池充电的控制信号。切换模块的一端与所述第二充电线路14耦接而另一端则可选择性地与电池组中的单体电池耦接，以在接收到控制信号之后，将第二充电线路14与电池组中所选定的单体电池接通以进行充电。该控制部件可被实现在电池管理系统(BMS)中。一般而言，电池组中各电池模块包含数量相同的单体电池，如本例，每个电池模块包括10个单体电池；但是也不排除各电池模块包含的单体电池的数量不同。在各电池模块包含数量相同的单体电池的情况下，第二充电线路14可包括与各电池模块中所包含的单体电池的数量相同且并行联接的充电线路；在各电池模块包含的单体电池数量不同的情况下，第二充电线路可至少包括与含单体电池数量最少的模块所包含的单体电池数目相同且并行联接的充电线路。第一充电线路12的电压通常较高，以电池组包括10个电池模块，每个电池模块包括10个单体电池为例，第一充电线路12的电压通常要大于IOOXm伏，其中m为每个单体电池的上限电压值。一般地,第一充电线路12的电压大于100伏。图2给出了切换模块10的一个示例。切换模块10与电池组耦接的电池耦接端100包括100个端子，这些端子分别与电池模组的100个单体电池耦接。切换模块10与第二充电线路14耦接的充电线路耦接端102包括10个端子，该10个端子分别与第二充电线路14的10个并行联接的充电线路耦接。电池耦接端100与充电线路耦接端102之间通过 开关组103选择性连接。图2所示出的是一个切换模块10的具体例子，实际上，切换模块10的电池耦接端100及充电线路耦接端102的端子的数量分别与电池组中单体电池的数量及第二充电线路14中的并联充电线路的数量相同。图3示意了利用本技术所述的充电机向电池组充电的图示。电池组6包括10个电池模块，分别为第一电池模块、第二电池模块、第三电池模、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电机，用于向充电电池组充电，所述电池组包括多个电池模块，每个电池模块包括多个单体电池，其特征在于，所述充电机包括在与所述电池组耦接时，向所述电池组充电的第一充电线路；根据由第一充电线路向电池组充电切换成向电池组中所选定的电压低于预定电压的单体电池充电的控制信号，从而与所选定的单体电池耦接以向其充电的第二充电线路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，陆珂伟，刘怡，赵晓鹏，
申请(专利权)人：上海捷能汽车技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：